一种微生物发酵提取仙草多糖的方法
【专利摘要】本发明公开了一种微生物发酵法提取仙草多糖的方法，该方法包括粉碎、首次提取、发酵菌种子液的制备、接种、发酵、二次提取、粗滤和离心分离、膜浓缩、醇沉、干燥步骤，该方法结合生物发酵、膜浓缩和醇沉技术，提取仙草多糖的收率高、工艺环保、生产成本低。本发明的提取、分离和浓缩过程条件温和，提取的仙草多糖的口感好、纯度高、凝胶强度大、质感佳。
【专利说明】一种微生物发酵提取仙草多糖的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微生物发酵提取植物中的多糖的方法，具体涉及一种微生物发酵 提取仙草多糖的方法。
【背景技术】
[0002] 凉粉草，又名：仙人草、仙人冻、仙草，为唇形科植物，茎下部伏地。仙草多糖是仙 草中含有一种具有凝胶性的多糖。仙草多糖由甘露糖、鼠李糖、核糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛 酸、葡萄糖、半乳糖和木糖8种单糖组成。
[0003]目前对仙草多糖的提取主要有水煮、醇沉等工艺，如专利CN1230356A公开了一种 仙草多糖及其制备方法，它是将仙草经选料、粉碎、加Na2C03、加水熬汁，过滤弃渣，将得到的 仙草滤液经过活性炭脱色后蒸发浓缩，喷雾干燥制得仙草多糖粉剂。该专利方法仙草多糖 的收率低，提取的仙草多糖中将容易掺杂蛋白质，为后期的分离带来较大困难，若不分离， 仙草多糖产品品质差，不易保存。专利CN102911282A提供了一种仙草多糖液的脱色、脱蛋 白工艺方法。这方法也是针对通过熬煮方法提取的仙草多糖的提纯方式。传统的醇沉工艺 醇耗量较大，收率也比较低。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生产成本更低、更环保、更 高提取率、制品更纯的微生物发酵提取仙草中多糖的方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] -种微生物发酵法提取仙草多糖的方法，包括以下步骤：
[0007] 1)粉碎：将干仙草原料粉碎至20-50目；
[0008] 2)首次提取：将粉碎后的仙草装入发酵罐，加入4-8倍体积的沸腾的纯净水，用磷 酸二氢钾缓冲溶液调pH至4-6,搅拌保温提取后冷却；
[0009]3)发酵菌种子液的制备：黑曲霉和米曲霉经活化、扩增培养得到混合发酵菌种子 液；
[0010] 4)接种：发酵菌种子液在无菌条件下接种到发酵罐中，搅拌混合均匀；
[0011] 5)发酵：密封静置发酵1-3天；
[0012] 6)二次提取：发酵终止后，将发酵后的物料升温至沸腾，保温搅拌30min;
[0013] 7)粗滤和分离：过滤除去200目以下的杂质，离心分离；
[0014] 8)膜浓缩：采用聚酰胺复合膜过滤，得仙草浓浆；
[0015] 9)醇沉：向仙草浓浆中添加无水乙醇，搅拌lOmin后静置l-2h，冷却至10-15°C后 离心分离，收集沉淀物；
[0016] 10)干燥：90-100°C干燥至仙草多糖水分含量在5%以下。
[0017] 作为优选，步骤2)中，提取时间为40-60min，提取后冷却至28-34°C。
[0018] 作为优选，步骤3)中，黑曲霉和米曲霉经活化、扩增培养是将黑曲霉、米曲霉在 25-28°C条件下，150-200转/分的摇床上扩增培养18-25小时，得到混合发酵种子液。
[0019] 作为优选，步骤3)中黑曲霉、米曲霉以2:1的比例进行扩增培养。
[0020] 作为优选，步骤4)中发酵菌种子液按体积比5-10%的接种量接种至发酵罐中。
[0021] 作为优选，步骤5)中，发酵的温度为28-34°C。
[0022] 作为优选，步骤7)中，采取双层振动筛，上层为80目筛，下层为200目筛。
[0023]作为优选，步骤8)中，聚酰胺复合膜浓缩温度30-40°C，浓缩时间为60_120min，仙 草浓浆出料浓度为15. 0±1.OBrix。
[0024] 作为优选，步骤9)中，添加无水乙醇的体积为仙草浓浆体积的50% -70%。
[0025] 作为优选，步骤10)中，干燥方式采用真空干燥或热风干燥。
[0026] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0027] 1.本发明提取仙草多糖收率高。本发明采用复合微生物发酵提取工艺，采用二次 提取工艺，仙草先经沸水保温提取后再经黑曲霉、米曲霉菌种子液发酵提供，仙草多糖的提 取得率比碱提法提高15%，比高压煮制法提高25%。
[0028] 2.本发明提取仙草多糖工艺环保。本方法一改以前的长时间熬煮、碱提等传统提 取技术，采用生物提取方式，提取过程低碳环保。仙草浆体经膜浓缩后，醇沉过程乙醇用量 大大减少，且可在l〇_15°C之间醇沉完全，减少了溶剂的排放，降低了能耗。
[0029] 3.本发明提取仙草多糖的纯度高。传统的熬煮、碱提方式，仙草中有效成分易变 性，颜色较深，且提取出来的仙草多糖含有蛋白质杂质，品质较差且不易保存。采用本发明 提供的二次提取工艺，蛋白质在发生物发酵阶段变性，经离心分离和膜浓缩过程，最后的仙 草多糖成品纯度高，品质好。
[0030] 4.本发明提取仙草多糖的口感好。本发明的提取和分离、浓缩都在较温和的条件 下进行，浓缩过程无相变，仙草多糖损耗少，凝胶强度大，质感佳。
[0031] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1本发明的工艺流程图
【具体实施方式】
[0033] 如图1所示，本发明公开的微生物发酵法提取仙草多糖的方法包括粉碎、首次提 取、发酵菌种子液的制备、接种、发酵、二次提取、粗滤和离心分离、膜浓缩、醇沉、干燥步骤。
[0034] 实施例1 :
[0035] 1)粉碎：通过多功能粉碎机将干仙草原料粉碎至20目。
[0036] 2)首次提取：将粉碎后的仙草装入发酵罐，加入仙草8倍体积的沸腾的纯净水，用 磷酸二氢钾缓冲溶液调pH至4,保温提取40min后冷却至28°C。
[0037] 3)发酵菌种子液的制备：黑曲霉、米曲霉以1:2的比例经活化、在25°C条件下，200 转/分的摇床上扩增培养18小时，扩增培养得到混合发酵菌种子液。
[0038] 4)接种：将步骤3)制得的发酵菌种子液在无菌条件下，以发酵罐内物料体积的 5%的量接种到步骤2)所述的发酵罐中，搅拌混合均匀。
[0039] 5)发酵：将步骤4)的发酵物料密封静置28°C发酵2天。
[0040] 6)二次提取：发酵终止后，将发酵后的物料升温至沸腾，保温搅拌30min。
[0041] 7)粗滤和分离：过滤除去200目以下的杂质，以6000转/分钟，3.0吨/小时的进 料量，碟式离心分离，取上层清液。
[0042] 8)膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，在30°C浓缩120min，出料浓度为15. 0±1.OBrix， 得仙草浓浆。
[0043] 9)醇沉：向仙草浓浆中添加仙草浓浆体积的70%的无水乙醇，搅拌lOmin后静置 2h，冷却至10°C后离心分离，收集沉淀物。
[0044] 10)干燥：90°C热风干燥至仙草多糖水分含量在5%以下。
[0045]实施例2：
[0046] 1)粉碎：通过多功能粉碎机将干仙草原料粉碎至35目。
[0047] 2)首次提取：将粉碎后的仙草装入发酵罐，加入仙草6倍体积的沸腾的纯净水，用 磷酸二氢钾缓冲溶液调pH至5,保温提取50min后冷却至30°C。
[0048] 3)发酵菌种子液的制备：黑曲霉、米曲霉以1:1的比例经活化、在28°C条件下，150 转/分的摇床上扩增培养25小时，扩增培养得到混合发酵菌种子液。
[0049] 培养基的制作：马铃薯去皮，切成块加水，于灭菌釜中升温至i2rc灭菌煮沸 30min，用纱布过滤，在滤液中加入琼脂，煮沸溶解后加葡萄糖，补足水分，分装，灭菌，备用。
[0050] 4)接种：将步骤3)制得的发酵菌种子液在无菌条件下，以发酵罐内物料体积的 8%的量接种到步骤2)所述的发酵罐中，搅拌混合均匀。
[0051] 5)发酵：将步骤4)的发酵物料密封静置30°C发酵3天。
[0052] 6)二次提取：发酵终止后，将发酵后的物料升温至沸腾，保温搅拌30min。
[0053] 7)粗滤和分离：双层振动筛，上层80目，下层200目，过滤除去200目以下的杂质， 以8000转/分钟，3. 5吨/小时的进料量，碟式离心分离，取上层清液。
[0054] 8)膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，在35°C浓缩120min，出料浓度为15. 0±1.OBrix， 得仙草浓浆。
[0055] 9)醇沉：向仙草浓浆中添加仙草浓浆体积的50%的无水乙醇，搅拌lOmin后静置 2h，冷却至10°C后离心分离，收集沉淀物。
[0056] 10)干燥：100°C热风干燥至仙草多糖水分含量在5%以下。
[0057]实施例3：
[0058] 1)粉碎：通过多功能粉碎机将干仙草原料粉碎至50目；
[0059]2)首次提取：将粉碎后的仙草装入发酵罐，加入仙草8倍体积的沸腾的纯净水，用 磷酸二氢钾缓冲溶液调pH至6,保温提取60min后冷却至34°C。
[0060] 3)发酵菌种子液的制备：黑曲霉、米曲霉以2:1的比例经活化、在28°C条件下，200 转/分的摇床上扩增培养20小时，扩增培养得到混合发酵菌种子液。
[0061] 培养基的制作：马铃薯去皮，切成块加水，于灭菌釜中升温至121°C灭菌煮沸 30min，用纱布过滤，在滤液中加入琼脂，煮沸溶解后加葡萄糖，补足水分，分装，灭菌，备用。
[0062] 4)接种：将步骤3)制得的发酵菌种子液在无菌条件下，以发酵罐内物料体积的 10%的量接种到步骤2)所述的发酵罐中，搅拌混合均匀。
[0063] 5)发酵：将步骤4)的发酵物料密封静置34°C发酵1天；
[0064] 6)二次提取：发酵终止后，将发酵后的物料升温至沸腾，保温搅拌30min;
[0065] 7)粗滤和分离：双层振动筛，上层80目，下层200目，过滤除去200目以下的杂质， 以7000转/分钟，3. 5吨/小时的进料量，碟式离心分离，取上层清液；
[0066] 8)膜浓缩：采用聚酰胺复合膜，在40°C浓缩120min，出料浓度为15. 0±1.OBrix， 得仙草浓浆；
[0067] 9)醇沉：向仙草浓浆中添加仙草浓浆体积的60%的无水乙醇，搅拌lOmin后静置 2h，冷却至15°C后离心分离，收集沉淀物；
[0068] 10)干燥：110°C真空干燥至仙草多糖水分含量在5%以下。
[0069] 以实施例3为例，在相当的试验条件下对比分析测试比较了几种常规的提取方 法，结果如表1所示，本发明公开的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，具有收率高、凝胶 强度大、风味口感好、生产成本低等优点。
[0070] 表1微生物发酵提取工艺与传统萃取工艺对比
[0071]
【权利要求】
1. 一种微生物发酵法提取仙草多糖的方法，包括以下步骤： 1) 粉碎：将干仙草原料粉碎至20-50目； 2) 首次提取：将粉碎后的仙草装入发酵罐，加入4-8倍体积的沸腾的纯净水，调pH至 4-6,保温提取后冷却； 3) 发酵菌种子液的制备：黑曲霉和米曲霉经活化、扩增培养得到混合发酵菌种子液； 4) 接种：发酵菌种子液在无菌条件下接种到发酵罐中，搅拌混合均匀； 5) 发酵：密封静置发酵1-3天； 6) 二次提取：发酵终止后，将发酵后的物料升温至沸腾，保温搅拌30min ; 7) 粗滤和分离：过滤除去200目以下的杂质，离心分离； 8) 膜浓缩：浆体采用聚酰胺复合膜过滤，得仙草浓浆； 9) 醇沉：向仙草浓浆中添加无水乙醇，搅拌lOmin后静置l-2h，冷却至10-15°C后离心 分离，收集沉淀物； 10) 干燥：90-100°C干燥至仙草多糖水分含量在5%以下。
2. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤2)中， 提取时间为40-60min，提取后冷却至28-34°C。
3. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤3)中， 黑曲霉和米曲霉经活化、扩增培养是将黑曲霉、米曲霉在25-28°C条件下，150-200转/分的 摇床上扩增培养18-25小时，得到混合发酵种子液。
4. 如权利要求1或3所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤3) 中黑曲霉、米曲霉以2:1的比例进行扩增培养。
5. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤4)中发 酵菌种子液按体积比5-10 %的接种量接种至发酵罐中。
6. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤5)中， 发酵的温度为28-34°C。
7. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤7)中， 采取双层振动筛，上层为80目筛，下层为200目筛。
8. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤 8)中，聚酰胺复合膜浓缩温度30-40°C，浓缩时间为60-120min，仙草浓浆出料浓度为 15. 0±1. OBrix。
9. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤9)中， 添加无水乙醇的体积为仙草浓浆体积的50% -70%。
10. 如权利要求1所述的微生物发酵法提取仙草多糖的方法，其特征在于：步骤10) 中，干燥方式采用真空干燥或热风干燥。
【文档编号】C08B37/00GK104387488SQ201410660013
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】周军, 陈悦水 申请人:深圳市深宝华城科技有限公司